智能傳感器(intelligent sensor)是具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機(jī),具有采集、處理、交換信息的能力,是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。一般智能機(jī)器人的感覺系統(tǒng)由多個傳感器集合而成,采集的信息需要計算機(jī)進(jìn)行處理,而使用智能傳感器就可將信息分散處理,從而降低成本。與一般傳感器相比,智能傳感器具有以下三個優(yōu)點:通過軟件技術(shù)可實現(xiàn)高精度的信息采集,而且成本低;具有一定的編程自動化能力;功能多樣化。
智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動作,結(jié)合長期以來測試技術(shù)的研究和實際經(jīng)驗而提出來的。是一個相對獨立的智能單元,它的出現(xiàn)對原來硬件性能苛刻要求有所減輕,而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高。
1、信息存儲和傳輸——隨著全智能集散控制系統(tǒng)(SmartDistributedSystem)的飛速發(fā)展,對智能單元要求具備通信功能,用通信網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式進(jìn)行雙向通信,這也是智能傳感器關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能傳感器通過測試數(shù)據(jù)傳輸或接收指令來實現(xiàn)各項功能。如增益的設(shè)置、補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置、內(nèi)檢參數(shù)設(shè)置、測試數(shù)據(jù)輸出等。
2、自補(bǔ)償和計算功能——多年來從事傳感器研制的工程技術(shù)人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補(bǔ)償工作,但都沒有從根本上解決問題。而智能傳感器的自補(bǔ)償和計算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補(bǔ)償開辟了新的道路。這樣,放寬傳感器加工精密度要求,只要能保證傳感器的重復(fù)性好,利用微處理器對測試的信號通過軟件計算,采用多次擬合和差值計算方法對漂移和非線性進(jìn)行補(bǔ)償,從而能獲得較精確的測量結(jié)果壓力傳感器。
3、自檢、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗和標(biāo)定,以保證它在正常使用時足夠的準(zhǔn)確度,這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場拆卸送到實驗室或檢驗部門進(jìn)行。對于在線測量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時診斷。采用智能傳感器情況則大有改觀,首先自診斷功能在電源接通時進(jìn)行自檢,診斷測試以確定組件有無故障。其次根據(jù)使用時間可以在線進(jìn)行校正,微處理器利用存在EPROM內(nèi)的計量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對比校對。
4、復(fù)合敏感功能——我們觀察周圍的自然現(xiàn)象,常見的信號有聲、光、電、熱、力、化學(xué)等。敏感元件測量一般通過兩種方式:直接和間接的測量。而智能傳感器具有復(fù)合功能,能夠同時測量多種物理量和化學(xué)量,給出能夠較全面反映物質(zhì)運動規(guī)律的信息。如美國加利弗尼亞大學(xué)研制的復(fù)合液體傳感器,可同時測量介質(zhì)的溫度、流速、壓力和密度。美國EG&GICSensors公司研制的復(fù)合力學(xué)傳感器,可同時測量物體某一點的三維振動加速度(加速度傳感器)、速度(速度傳感器)、位移(位移傳感器),等等。